مدى سرعة الضوء، حيث أن الضوء أحد أنواع الطيف الكهرومغناطيسي المرئي، لأن الضوء هو السبب الرئيسي وراء عملية الرؤية والرؤية للكائنات الحية، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الضوء، وسنشرح بعضًا منه. معلومات مهمة عن الضوء وسرعته.

ما هو الضوء في الفيزياء

الضوء (بالإنجليزية Light) هو إشعاع كهرومغناطيسي يمكن أن تكتشفه العين البشرية، ويمكن القول إن الضوء عبارة عن تدفق للفوتونات على شكل حزم طاقة عديمة الكتلة، لأن الفوتون هو أقل كمية من الطاقة التي يمكن نقلها، والضوء المرئي له أطوال موجية في المدى من 400 نانومتر إلى 700 نانومتر، حيث يقع هذا الطيف المرئي بين الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأطول من الضوء والأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر من الضوء، ومن المعروف أن الضوء له طبيعة مزدوجة كجسيم وموجة، لأنه يتصرف بطريقة ما. في بعض الحالات، يتصرف مثل الجسيم، وفي حالات أخرى، يتصرف مثل الموجة، اختلف العلماء في الماضي وإلى يومنا هذا في طبيعة الضوء.

في الواقع، عبر تاريخ البشرية، كان الضوء محط أنظار كثير من العلماء، لما له من خصائص طبيعية مثيرة للاهتمام، وهناك العديد من العلماء الذين قدموا أبحاثًا ودراسات عن الضوء، ومن بينهم السير إسحاق نيوتن، وابن الهيثم، الفيزيائي الإيطالي فرانشيسكو ماريا والفيزيائي الفرنسي أوغسطين جان وفرينل وجيمس كليرك ماكسويل وألبرت أينشتاين.

ما هي سرعة الضوء

تبلغ سرعة الضوء في الفراغ بالضبط 299،792،458 مترًا / ثانية. سرعة الضوء في الفراغ هي أعلى حد للسرعة في الكون وفقًا لنظرية النسبية لأينشتاين، وهي واحدة من الثوابت الفيزيائية الأساسية. بمعنى آخر، تكون سرعة الضوء أبطأ عندما يمر أو ينتقل عبر بعض المواد الطبيعية، فمثلاً تكون سرعة الضوء أبطأ في الماء أو حتى الزجاج بالنسبة لسرعة الضوء في الفراغ، حيث تختلف سرعة الضوء حسب إلى معامل انكسار الضوء في المادة، وأن هذا المعامل هو النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وسرعته في هذه المادة. فيما يلي شرح للقانون المستخدم في حساب سرعة الضوء في المواد المختلفة وهو كالتالي

سرعة الضوء في وسط المادة = سرعة الضوء ÷ معلمة وسط المادة

يوجد أدناه جدول يوضح معامل انكسار الضوء لبعض المواد الطبيعية

سمةمعامل انكسار الضوء
هواء1.000293
ماء1،333
الثلج1،309
الزجاج1.5
الماس2.42
البنزين1،501
الإيثانول1.36

أمثلة على حساب سرعة الضوء في المواد.

فيما يلي بعض الأمثلة العملية لكيفية حساب سرعة الضوء أثناء مروره عبر مواد مختلفة

  • المثال الأول احسب سرعة الضوء عندما ينتقل عبر الزجاج. طريقة الحل سرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية. معامل انكسار الزجاج = 1.5 سرعة الضوء في الوسط المادي = سرعة الضوء ÷ معامل الوسط المادي سرعة الضوء في الزجاج = 299792458 ÷ 1.5 سرعة الضوء في الزجاج = 199861638.6 متر / ثانية
  • المثال الثاني حساب سرعة الضوء عندما ينتقل عبر الهواء طريقة الحل سرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية معامل انكسار الضوء في الهواء = 1.000293 سرعة الضوء في وسط مادي = سرعة الضوء ÷ معامل وسط فيزيائي سرعة الضوء في الهواء = 299792458 ÷ 1.000293 سرعة الضوء في الهواء = 299.704.644.5 متر / ثانية
  • المثال الثالث حساب سرعة الضوء عند المرور عبر الماس طريقة الحل سرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية معامل انكسار الضوء للماس = 2.42 سرعة الضوء في وسط طبيعي = السرعة معامل الضوء ÷ معامل متوسط ​​فيزيائي سرعة الضوء في الماس = 299792458 2.42 سرعة الضوء في الماس = 123،881،180.9 متر / ثانية
  • المثال الرابع احسب سرعة الضوء عند السفر عبر الثلج طريقة الحل سرعة الضوء = 299792458 متر / ثانية معامل انكسار الضوء في الثلج = 1.309 = 229.024.032 متر / ثانية

في نهاية هذا المقال تعرفنا على سرعة الضوء، حيث شرحنا وصفاً مفصلاً للضوء وطبيعته، وذكرنا سبب الاختلاف في سرعة الضوء عند مروره عبر مواد مختلفة، وكذلك شرحنا سبب الاختلاف في سرعة الضوء. كيفية حساب سرعة الضوء عندما ينتقل عبر مواد ذات معامل انكسار مختلف.